光的颜色 色散、激光.pptVIP

第*页 名师一号·新课标版·物理·选修3-4 第十三章 第*页 第十三章 第七、八节 名师一号·新课标版·物理·选修3-4 深化探究 典例分析 梯度练习 第*页 名师一号·新课标版·物理·选修3-4 第十三章 第*页 第十三章 第七、八节 名师一号·新课标版·物理·选修3-4 考源教学资源网 考源教学资源网 第十三章 光 第七、八节　光的颜色　色散、激光 课标解读 1.知道白光是由多种色光组成的． 2．能说明薄膜干涉条纹特点，能解释薄膜干涉的成因． 3．理解折射中的色散，了解各色光特性的差别． 4．了解激光的特性和应用，用激光观察全息照相. 知识梳理图 情景设置 大雨过后，彩虹的绚丽多彩，雨后马路上油膜的彩色以及肥皂泡的五颜六色，这些彩色是怎么形成的，产生的过程都是一样的吗，你能解释一下吗？ 深化探究 一、光的颜色 在做光的双缝实验时，各种颜色的光都会发生干涉，形成干涉条纹，但条纹间距是不等的．由Δx＝λ，若由同一干涉装置，做各种颜色光的干涉实验，条纹间距正比于光的波长，也就说颜色不同的光的波长是不相等的，由λ＝可知，也就说波长不同的光的频率也是不同的．光的颜色是由光的频率决定的．在红橙黄绿蓝靛紫这七种颜色的光中，频率最低的为红光，频率最高的为紫光． 二、光的色散 1．含有多种颜色的光被分解成为单色光的现象叫做光的色散． 2．光谱：含有多种颜色的光被分解后，各色光按其波长的有序排列所形成的彩色光带，就叫光谱． 3．红光到紫光的波长依次减小，频率依次增大． 三、薄膜干涉中的色散 1薄膜干涉的成因 如图所示，竖直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用，使下面厚上面薄，因此在薄膜上下不同的地方，从膜的前后表面反射的两列光波叠加，若两列波叠加后互相加强，则出现亮条纹；在另一些地方，叠加后互相减弱，则出现暗纹，故在单色光照射下，就出现了明暗相间的条纹；若在白光照射下，则出现彩色条纹． 观察的是从前后表面反射回来的光，不是透过膜的光，眼睛跟光源在同一侧；用单色光和白光分别照射同一膜，观察到的现象是不同的．用白光照射膜时，某一位置红光得到加强，其他颜色的光就被削弱，故在此位置看到的是红光， 而另一位置则会看到黄光、蓝光等其他颜色的光，所以白光的薄膜干涉条纹为彩色，而在单色光照射下，则会出现明暗相间的条纹． 2．薄膜干涉的应用 (1)利用薄膜干涉检查平面的平整程度，如图所示．被检查平面与标准样板之间形成一个楔形的空气薄膜，用单色光照射，入射光从空气膜的上下表面反射出两列光波，形成相干条纹，被检查平面若是平的，空气膜上厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹平行；若被检查平面某些地方不平，那里的空气膜干涉条纹将发生弯曲，如下图所示． (2)增透膜 利用薄膜干涉现象可以制作增透膜，如在透镜表面镀一层厚度均匀的介质薄膜，要求介质的折射率小于制作的透镜的玻璃的折射率，厚度等于黄绿色光在介质中传播时波长的，这样从介质膜后表面反射的光与从介质前表面反射的光恰好相差半个波长，干涉的结果是光振动相互抵消，即反射光的强度大大降低，有人对以上分析都接受，但他们认为这只能叫“消反”却不能“增透”，这是人们习惯于用宏观的 思维方式来思考问题，认为反射回来的光相互抵消，并没有增加透射光，其实光的干涉现象将引起整个光场分布的改变，总的能量守恒，反射光的能量被削弱，透射光的能量就必然得到增强，增透膜由于“消反”而确实在“增透”，在光学仪器上，包括人佩带的眼镜片，都广泛地用了增透膜，通常的镜头上增透膜的厚度都以人眼比较敏感的黄绿光为标准，红光和紫光的反射波不能完全抵消，故镜头一般呈淡紫色． 四、折射时的色散 1．棱镜：光学研究中用到的截面为三角形的棱镜，简称为棱镜，其作用有两个：①可以改变光的传播方向；②可以使光发生色散． 2．棱镜对光的偏折作用 如图所示，光线射到三棱镜后，光路向底面偏折． 3．光折射时的色散 一束白光通过三棱镜后会扩展成由红橙黄绿蓝靛紫各色组成的光带，这种现象称为折射时的色散，这种按一定次序排列的彩色光带叫做光谱．如下图所示． (1)光谱的产生表明，白光是由各种单色光组成的复色光，由于各种单色光通过棱镜时偏折的角度不同，所以产生了色散现象． (2)色散现象表明，棱镜材料对不同颜色的光的折射率是不同的，经棱镜折射后紫光的偏折角度最大，红光的偏折角度最小，所以棱镜材料对紫光折射率最大，对红光的折射率最小． (3)由折射率n＝可知，在棱镜中紫光的速度最小，红光的速度最大． 五、激光 1．激光 激光：是原子受激辐射产生的光，发光的方向、频率、偏振方向均相同，它是人工产生的相干光． 2．激光的特点 (1)相干性好，激光的频率单一，具有高度的相干性． (2)平行度非常好，与普通光相比，传播相同的距离激光束的扩散程度小，光线仍能保持很